JPH08277762A - Accumulator type fuel injection system - Google Patents

Accumulator type fuel injection system

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JPH08277762A
JPH08277762A JP12387496A JP12387496A JPH08277762A JP H08277762 A JPH08277762 A JP H08277762A JP 12387496 A JP12387496 A JP 12387496A JP 12387496 A JP12387496 A JP 12387496A JP H08277762 A JPH08277762 A JP H08277762A
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pressure
fuel
accumulator
fuel injection
injection
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Akio Ishida
明男 石田
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Abstract

PURPOSE: To reduce fuel consumption and also, to materialize vibration reduction, noise reduction, and NOx reduction of exhaust gas by constituting an accumulation means, which reserves pressured fuel, out of the first accumulator and the second accumulator which reserves fuel at lower pressure than the fuel pressure within the first accumulator, and selectively connecting each accumulator. CONSTITUTION: At the time of nonoperation of a fuel injection nozzle 10, a controller 66 demagnetizes the second three-dimensional solenoid valve 86, and low-pressure fuel within the second accumulator 78 is supplied to a fuel reservoir 14. Likewise, the first three-dimensional solenoid valve 34 is demagnetized, too, and high-pressure fuel in the first accumulator 36 is supplied to an oil chamber 26. When the first three-dimensional solenoid valve 34 is energized at fuel injection in this condition, the fuel pressure within the oil chamber 26 is removed, and a nozzle needle 18 opens, and performs pilot injection. Successively, when the second three-dimensional solenoid valve 86 is energized and high-pressure fuel within the first accumulator 36 is supplied into the fuel reservoir 14, the first three-dimensional solenoid valve 34 is energized again, and the nozzle needle 18 opens and performs main injection.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄圧式燃料噴射装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure accumulation type fuel injection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のディーゼルエンジン用蓄圧式燃料
噴射の典型的な構成を図2の概略構成図を参照して説明
する。図中符号10は総括的に燃料噴射ノズルを示し、
同噴射ノズル10は、その先端に穿設された複数の燃料
噴射用噴孔12及び同噴孔12に供給される燃料を貯溜
する燃料溜14を具えたノズル16を有する。
2. Description of the Related Art A typical structure of a conventional pressure-accumulation fuel injection for a diesel engine will be described with reference to the schematic structure diagram of FIG. In the figure, reference numeral 10 generally indicates a fuel injection nozzle,
The injection nozzle 10 has a nozzle 16 having a plurality of fuel injection holes 12 formed at the tip thereof and a fuel reservoir 14 for storing the fuel supplied to the injection holes 12.

【0003】ノズル16内に、上記燃料溜14と噴孔1
2との連通を制御するノズルニードル18が摺動自在に
収容され、同ノズルニードル18はノズルホルダ20内
に収蔵されたプッシュロッド22を介してプレッシャス
プリング24により常時閉方向に付勢されている。上記
ノズルホルダ20内に油室26が形成され、同油室26
内に、上記ノズルニードル18及びプッシュロッド22
に対し同軸的に油圧ピストン28が摺動自在に嵌装され
ている。
Inside the nozzle 16, the fuel reservoir 14 and the injection hole 1 are provided.
A nozzle needle 18 for controlling communication with the nozzle 2 is slidably accommodated, and the nozzle needle 18 is constantly urged in a closing direction by a pressure spring 24 via a push rod 22 stored in a nozzle holder 20. . An oil chamber 26 is formed in the nozzle holder 20.
Inside, the nozzle needle 18 and the push rod 22
On the other hand, a hydraulic piston 28 is coaxially and slidably fitted.

【0004】上記油室26は、並列に配置された一方向
弁30及びオリフィス32を介して三方電磁弁34の第
1の出口bに接続され、同電磁弁34は、更に蓄圧器3
6に連通する入口a及び燃料タンク38に連通する第2
の出口Cを具えている。上記出口bは、電磁アクチュエ
ータ40によって駆動される弁体42により、入口a又
は第2出口cに選択的に接続され、電磁アクチュエータ
40が消勢されているときは、入口aは第1出口bに連
通し、また同電磁アクチュエータ40が付勢されたとき
は、上記第1出口bが第2出口cに連通するように構成
されている。また上記ノズルホルダ20及びノズル16
内に、上記燃料溜14を蓄圧器36に接続するフィード
ホール44が設けられている。
The oil chamber 26 is connected to a first outlet b of a three-way solenoid valve 34 via a one-way valve 30 and an orifice 32 which are arranged in parallel, and the solenoid valve 34 is further connected to the pressure accumulator 3.
6 which is in communication with the fuel tank 38
It is equipped with an exit C. The outlet b is selectively connected to the inlet a or the second outlet c by the valve body 42 driven by the electromagnetic actuator 40, and when the electromagnetic actuator 40 is deenergized, the inlet a is the first outlet b. When the electromagnetic actuator 40 is energized, the first outlet b communicates with the second outlet c. In addition, the nozzle holder 20 and the nozzle 16
A feed hole 44 that connects the fuel reservoir 14 to the pressure accumulator 36 is provided therein.

【0005】上記蓄圧器36には、総括的に符号46で
示されている燃料加圧ポンプにより、エンジンの運転状
態に応じ予め設定された高圧力の燃料が供給される。上
記燃料加圧ポンプ46は、エンジンのクランク軸に連動
して駆動される偏心輪又はカム48によって往復駆動さ
れるプランジャ50を具え、同プランジャ50は、低圧
のフィードポンプ52によりポンプ室54内に供給され
た燃料タンク38内のオイルを加圧して一方向弁56を
介し蓄圧器36に圧送する。
The pressure accumulator 36 is supplied with fuel of a high pressure preset according to the operating state of the engine by a fuel pressurizing pump generally indicated by the reference numeral 46. The fuel pressurizing pump 46 includes a plunger 50 that is reciprocally driven by an eccentric wheel or a cam 48 that is driven in conjunction with the crankshaft of the engine. The plunger 50 is placed in a pump chamber 54 by a low-pressure feed pump 52. The supplied oil in the fuel tank 38 is pressurized and pressure-fed to the pressure accumulator 36 via the one-way valve 56.

【0006】上記ポンプ室54の吐出側通路58と、フ
ィードポンプ52に連通する吸込側通路60との間に、
電磁アクチュエータ62によって開閉されるスピル弁6
4が介装され、同電磁アクチュエータ62及び前記三方
電磁弁34の電磁アクチュエータ40は、夫々コントロ
ーラ66によって制御される。
Between the discharge side passage 58 of the pump chamber 54 and the suction side passage 60 communicating with the feed pump 52,
Spill valve 6 opened and closed by electromagnetic actuator 62
4, the electromagnetic actuator 62 and the electromagnetic actuator 40 of the three-way electromagnetic valve 34 are controlled by a controller 66, respectively.

【0007】コントローラ66は、多気筒エンジンの個
々のシリンダを判別する気筒判別装置68、エンジン回
転数及びクランク角検知装置70、エンジンの負荷検知
装置72及び上記蓄圧器36内の燃料圧力を検知する燃
料圧カセンサ74、並びに、必要に応じエンジンの運転
状態に影響を及ぼす気温、大気圧、燃料温度等の補助情
報76を受容して、上記電磁アクチュエータ40及び6
2を制御する。
The controller 66 detects a cylinder discriminating device 68 for discriminating individual cylinders of a multi-cylinder engine, an engine speed and crank angle detecting device 70, an engine load detecting device 72, and fuel pressure in the pressure accumulator 36. The fuel pressure sensor 74 and, if necessary, the auxiliary information 76 such as the temperature, the atmospheric pressure, and the fuel temperature that influence the operating state of the engine are received, and the electromagnetic actuators 40 and 6 are received.
Control 2

【0008】上記従前の蓄圧式燃料噴射装置の作動態様
を簡略に説明すると次のとおりである。先ず、エンジン
のクランク軸に連動して駆動される偏心輪又はカム48
によりプランジャ50が駆動され、フィードポンプ52
によってポンプ室54に供給された低圧の燃料が高圧に
加圧されて蓄圧器36に供給される。
The operation mode of the conventional pressure-accumulation type fuel injection device will be briefly described as follows. First, an eccentric wheel or cam 48 that is driven in conjunction with the crankshaft of the engine
The plunger 50 is driven by the feed pump 52.
The low-pressure fuel supplied to the pump chamber 54 is pressurized to a high pressure and supplied to the pressure accumulator 36.

【0009】エンジンの運転状態に応じて、コントロー
ラ66から電磁アクチュエータ62に駆動出力が供給さ
れてスピル弁64が開閉され、同スピル弁64によって
蓄圧器36内の燃料圧力が予め設定された高圧力(例え
ば800〜1000気圧)に制御される。一方、蓄圧器
36内の燃料圧力を示す信号がセンサ74からコントロ
ーラ66にフィードバックされる。
According to the operating state of the engine, a drive output is supplied from the controller 66 to the electromagnetic actuator 62 to open / close the spill valve 64, and the spill valve 64 causes the fuel pressure in the pressure accumulator 36 to be a preset high pressure. (For example, 800 to 1000 atm). On the other hand, a signal indicating the fuel pressure in the pressure accumulator 36 is fed back from the sensor 74 to the controller 66.

【0010】蓄圧器36内の高圧燃料は、燃料噴射ノズ
ル10のフィードホール44を経て燃料溜14に供給さ
れ、ノズルニードル18を上向き即ち啓開方向に押圧し
ている。一方、燃料噴射ノズル10の不作動時には、三
方電磁弁34の電磁アクチュエータ40が消勢されてい
て入口aと第1出口bとが連通しているので、蓄圧器3
6の高圧燃料が一方向弁30及びオリフィス32を経て
油室26に供給されている。
The high-pressure fuel in the pressure accumulator 36 is supplied to the fuel reservoir 14 via the feed hole 44 of the fuel injection nozzle 10 and presses the nozzle needle 18 upward, that is, in the opening direction. On the other hand, when the fuel injection nozzle 10 is inoperative, the electromagnetic actuator 40 of the three-way electromagnetic valve 34 is deenergized and the inlet a and the first outlet b are in communication, so the pressure accumulator 3
The high-pressure fuel 6 is supplied to the oil chamber 26 via the one-way valve 30 and the orifice 32.

【0011】油室26内の油圧ピストン28が、同油室
内の燃料圧力によって下向きに押圧され、この油圧力に
基づく押下げ力にプレッシャスプリング24のばね力を
加えた閉弁力が、プッシュロッド22を介してノズルニ
ードル18に印加される。上記ノズルニードル18に上
向きに作用する燃料圧力の作用面積よりも油圧ピストン
28に下向きに作用する燃料圧力の受圧面積が十分大き
く設定され、更にプレッシャスプリング24の下向きの
ばね力が追加して作用しているので、ノズルニードル1
8は図示の閉止位置に保持されている。
The hydraulic piston 28 in the oil chamber 26 is pressed downward by the fuel pressure in the oil chamber 26, and the valve closing force obtained by adding the pressing force based on this oil pressure to the spring force of the pressure spring 24 is the push rod. It is applied to the nozzle needle 18 via 22. The pressure receiving area of the fuel pressure acting downward on the hydraulic piston 28 is set sufficiently larger than the acting area of the fuel pressure acting upward on the nozzle needle 18, and the downward spring force of the pressure spring 24 additionally acts. Nozzle needle 1
8 is held in the closed position shown.

【0012】次に、コントローラ66の駆動出力により
電磁アクチュエータ40が付勢されると、入口aと第1
出口bとの連通が遮断されて、第1出口bと第2出口c
とが連通される。このため油室26がオリフィス32及
び第2出口cを介して燃料タンク38に接続され、油圧
ピストン28に作用していた燃料圧力が除去され、プレ
ッシャスプリング24がノズルニードル18に作用する
上向きの燃料圧力により克服されて同ノズルニードル1
8が啓開され、燃料溜14内の高圧燃料が噴孔12から
シリンダ内に噴射される。
Next, when the electromagnetic actuator 40 is energized by the drive output of the controller 66, the inlet a and the first
The communication with the outlet b is blocked, and the first outlet b and the second outlet c
And are communicated. For this reason, the oil chamber 26 is connected to the fuel tank 38 via the orifice 32 and the second outlet c, the fuel pressure acting on the hydraulic piston 28 is removed, and the pressure spring 24 acts on the nozzle needle 18 to direct the upward fuel. Overcome by pressure and the same nozzle needle 1
8 is opened, and the high pressure fuel in the fuel reservoir 14 is injected from the injection holes 12 into the cylinder.

【0013】エンジンの運転状態に応じ予め設定された
時間後に、コントローラ66によって電磁アクチュエー
タ40が消勢され、三方電磁弁34の入口aと第1出口
bとが再び連通して、油圧ピストン28に蓄圧器36内
の燃料圧力が印加されるので、ノズルニードル18が閉
止され、燃料噴射が終了する。
After a preset time according to the operating state of the engine, the electromagnetic actuator 40 is de-energized by the controller 66, the inlet a of the three-way electromagnetic valve 34 and the first outlet b are communicated again, and the hydraulic piston 28 is connected. Since the fuel pressure in the pressure accumulator 36 is applied, the nozzle needle 18 is closed and the fuel injection is completed.

【0014】上記蓄圧式燃料噴射装置は、蓄圧器36に
貯溜された設定圧力の高圧燃料をエンジンの各シリンダ
に供給することができるので、アイドル運転から高速全
力運転まで、広範囲に変動する回転数、負荷領域で運転
する車両用ディーゼルエンジンの全運転範囲において高
い性能を確保し得る一般的な利点がある。
Since the pressure-accumulation fuel injection device can supply the high pressure fuel of the set pressure stored in the pressure accumulator 36 to each cylinder of the engine, the rotational speed fluctuates over a wide range from idle operation to high speed full power operation. However, there is a general advantage that high performance can be secured in the entire operating range of the vehicle diesel engine that operates in the load region.

【0015】しかしながら、通常の燃料噴射装置では、
燃料が上記ノズルニードル18の設定時間の開放により
一時に供給されるため、縦軸に熱発生率dQ/dθをと
り、横軸にクランク角θ(又は時間)をとって示した図
5の典型的な熱発生パターン図に曲線Qで示されてい
るように、燃焼の初期に、高温高圧の急激な爆発燃焼が
行なわれ、エンジンの運転騒音が増大すると共に、排気
ガス中のNOが増大する不具合がある。
However, in a normal fuel injection device,
Since fuel is supplied at one time by opening the set time of the nozzle needle 18, the heat generation rate dQ / dθ is plotted on the ordinate and the crank angle θ (or time) is plotted on the abscissa. As shown by the curve Q o in the typical heat generation pattern diagram, in the early stage of combustion, high-temperature and high-pressure abrupt explosion combustion is performed, and the engine operating noise increases, and NO x in the exhaust gas increases. There are increasing defects.

【0016】上記運転騒音及び排気ガス中のNOを低
減するために、縦軸に燃料噴射率dq/dθをとり横軸
にクランク角θ(又は時間)をとって示した図3の典型
的な噴射率線図に曲線Iで示されているように、各燃料
噴射サイクル毎に、最初短時間θ内に少量(例えば全
噴射量の10%程度)のパイロット噴射Iを行い、休
止時間θをおいたのち相対的に長い時間θにわたり
残部多量のメイン噴射Iを行なう噴射パターンの採用
が有効であることが知られている。
In order to reduce the above-mentioned operating noise and NO x in the exhaust gas, the fuel injection rate dq / dθ is plotted on the vertical axis and the crank angle θ (or time) is plotted on the horizontal axis. As shown by the curve I in the injection rate diagram, a small amount (for example, about 10% of the total injection amount) of the pilot injection I p is initially performed in each short time θ 1 for each fuel injection cycle, and then stopped. It is known that it is effective to adopt an injection pattern in which the main injection I m with a large amount of the remaining amount is carried out over a relatively long time θ 3 after the time θ 2 .

【0017】即ち、上記2段燃料噴射パターンを採用し
た場合、最初パイロット噴射された少量の燃料は、直ち
には燃焼せず続くメイン噴射の初期に噴射された燃料と
共に緩やかな燃焼が生起され、図4の熱発生パターン線
図中に曲線Qで示されているように、最高圧力及び温
度が比較的低い燃焼が生起され、従ってエンジンの振動
及び騒音が低くなり、かつ排気ガス中のNO量が少な
くなる利点がある。
That is, when the above-described two-stage fuel injection pattern is adopted, the small amount of fuel initially pilot-injected does not immediately burn, but causes mild combustion together with the fuel injected early in the subsequent main-injection. As shown by the curve Q 1 in the heat generation pattern diagram of No. 4, combustion with a relatively low maximum pressure and temperature occurs, thus reducing the vibration and noise of the engine, and reducing NO x in the exhaust gas. There is an advantage that the amount is small.

【0018】従って、上述した蓄圧式燃料噴射装置と上
記2段燃料噴射パターンとを組み合わせることによっ
て、エンジン性能の向上と振動騒音及びNOの低減と
を同時に達成し得ることが期待されるが、1000気圧
前後の高圧燃料を取り扱う従来の燃料噴射装置では、た
とえΞ方電磁弁34の付勢及び消勢を如何に迅速に行な
っても、油圧系の応答性が十分でないために、短い噴射
時間即ち図3の(θ+θ+θ)内に同図に示され
ているような噴射パターンを実現することは、実際上極
めて困難である。
Therefore, it is expected that an improvement in engine performance and a reduction in vibration noise and NO x can be achieved at the same time by combining the above-mentioned pressure accumulation type fuel injection device and the above-mentioned two-stage fuel injection pattern. In a conventional fuel injection device that handles high-pressure fuel of around 1000 atm, no matter how quickly the Ξ solenoid valve 34 is energized and deenergized, the responsiveness of the hydraulic system is not sufficient, so the injection time is short. That is, it is actually extremely difficult to realize the injection pattern as shown in (θ 1 + θ 2 + θ 3 ) of FIG.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、蓄圧式燃料噴射装置の長所を保
持しながら2段燃料噴射の利点を享有することができ、
従って出力、燃費等の性能が優れ、かつ振動騒音が小さ
くかつ排気ガス中のNOが少ない特に車両用のディー
ゼルエンジンを実現することができるように、加圧され
た高圧燃料を貯溜する第1蓄圧器、及び第1蓄圧器の燃
料圧より低い圧力の燃料を貯溜する第2蓄圧器に対して
それぞれ燃料圧を調圧する制御手段を含む燃料噴射装置
を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised in view of the above circumstances, and it is possible to enjoy the advantages of two-stage fuel injection while maintaining the advantages of the pressure-accumulation fuel injection device.
Therefore, in order to realize a diesel engine especially for a vehicle, which has excellent performances such as output and fuel efficiency, low vibration noise, and low NO x in exhaust gas, the first high pressure fuel is stored. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device including a pressure accumulator and a control unit that regulates the fuel pressure to a second pressure accumulator that stores fuel having a pressure lower than that of the first accumulator. .

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、加圧された燃料を貯溜する燃料蓄圧手段
と、同燃料蓄圧手段に加圧された燃料を供給する燃料供
給手段と、その開閉によって燃料噴射を制御するノズル
ニードルを有する燃料噴射ノズルと、上記ノズルニード
ルに燃料蓄圧手段から燃料圧力を作用させることによっ
て同ノズルニードルを閉止すると共に、同燃料圧力を除
去することによって同ノズルニードルを開放する燃料噴
射制御手段とを備えた燃料噴射装置において、上記蓄圧
手段は、第1蓄圧器と、同第1蓄圧器内の燃料圧より低
い圧力の燃料を貯溜する第2蓄圧器とを有すると共に、
上記燃料噴射ノズル内の燃料溜と上記第1蓄圧器、又は
第2蓄圧器とを選択的に連通させる燃料圧切換手段、お
よび、燃料噴射時に上記燃料噴射制御手段、及び燃料圧
切換手段の作動を制御するコントローラを備え、上記燃
料供給手段は、上記蓄圧手段に供給される燃料の供給圧
を調整する第1制御圧力手段、および同第1圧力制御手
段と上記第2蓄圧器との間に設けられ上記第2蓄圧器内
の燃料圧を調整する第2圧力制御手段を具備してなるこ
とを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置を提案するものであ
る。
To achieve the above object, the present invention provides a fuel pressure accumulating means for accumulating pressurized fuel, and a fuel supplying means for supplying pressurized fuel to the fuel accumulating means. A fuel injection nozzle having a nozzle needle for controlling fuel injection by opening and closing thereof, and closing the nozzle needle by applying a fuel pressure from the fuel pressure accumulating means to the nozzle needle and removing the fuel pressure. In a fuel injection device including fuel injection control means for opening a nozzle needle, the pressure accumulating means stores a first pressure accumulator and a second pressure accumulator for accumulating fuel having a pressure lower than the fuel pressure in the first pressure accumulator. With and
Fuel pressure switching means for selectively communicating the fuel reservoir in the fuel injection nozzle with the first pressure accumulator or the second pressure accumulator, and operation of the fuel injection control means and the fuel pressure switching means during fuel injection. The fuel supply means includes a first control pressure means for adjusting the supply pressure of the fuel supplied to the pressure accumulating means, and between the first pressure control means and the second pressure accumulator. It is an object of the present invention to propose a pressure-accumulation type fuel injection device characterized by comprising a second pressure control means provided to adjust the fuel pressure in the second pressure accumulator.

【0021】本発明においては、上記第1及び第2蓄圧
器内の燃料圧をそれぞれ検出する第1及び第2圧力セン
サを備え、上記コントローラは、上記第1及び第2圧力
センサの出力に応じて上記第1及び第2蓄圧器内の燃料
圧がそれぞれ所定の設定圧力となるように上記第1及び
第2圧力制御手段の作動を制御することが好ましい。ま
た、上記コントローラは、上記第2蓄圧器内の燃料圧を
予め設定された略一定の圧力となるように上記第2圧力
制御手段の作動を制御することが好ましい。
In the present invention, there are provided first and second pressure sensors for detecting the fuel pressures in the first and second pressure accumulators, respectively, and the controller responds to the outputs of the first and second pressure sensors. It is preferable that the operation of the first and second pressure control means be controlled so that the fuel pressures in the first and second pressure accumulators become predetermined set pressures. Further, it is preferable that the controller controls the operation of the second pressure control means so that the fuel pressure in the second pressure accumulator becomes a preset substantially constant pressure.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態を
図1について具体的に説明する。(なお、図2を参照し
て説明した従来の装置と実質的に同一又は対応する部材
及び部分には同一の符号を付し、重複説明は省略す
る。) 図示のように、本発明によれば、従来の蓄圧器に対応す
る高圧(例えば800〜1000気圧)の燃料を貯溜す
る第1の蓄圧器36の外に、比較的低圧(例えば300
〜500気圧)の燃料を貯溜する第2の蓄圧器78が設
けられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to FIG. (Note that members and parts that are substantially the same as or corresponding to those of the conventional device described with reference to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.) As illustrated, according to the present invention For example, in addition to the first pressure accumulator 36 that stores high-pressure (for example, 800 to 1000 atm) fuel corresponding to the conventional pressure accumulator, a relatively low pressure (for example, 300
A second pressure accumulator 78 is provided for storing fuel of up to 500 atm.

【0023】第2蓄圧器78は、油路80を介して燃料
加圧ポンプ46に接続され、同油路80内には電磁開閉
弁82が介装されている。同電磁開閉弁82は、エンジ
ンの運転状態に応じコントローラ66から供給される駆
動出力によって開閉され、第2蓄圧器78内の燃料圧力
を設定圧力に調定する。なお簡単のために、第2蓄圧器
78内の設定燃料圧力は、エンジンの運転状態如何に拘
らず、一定圧力例えば300気圧としても良い。また、
第2蓄圧器78には、燃料圧力を検知する圧カセンサ8
4が設けられ、同センサ84の出力信号はコントローラ
66に供給される。
The second pressure accumulator 78 is connected to the fuel pressurizing pump 46 via an oil passage 80, and an electromagnetic opening / closing valve 82 is provided in the oil passage 80. The electromagnetic opening / closing valve 82 is opened / closed by the drive output supplied from the controller 66 according to the operating state of the engine, and adjusts the fuel pressure in the second pressure accumulator 78 to the set pressure. For the sake of simplicity, the set fuel pressure in the second pressure accumulator 78 may be a constant pressure, for example 300 atm, regardless of the operating state of the engine. Also,
The second pressure accumulator 78 has a pressure sensor 8 for detecting the fuel pressure.
4 is provided, and the output signal of the sensor 84 is supplied to the controller 66.

【0024】一方、燃料噴射ノズル10には、その油圧
ピストン28に供給される燃料圧力を制御する従来の三
方電磁弁即ち第1の三方電磁弁34の外に、総括的に符
号86で示した第2の三方電磁弁が設けられている。
On the other hand, in addition to the conventional three-way solenoid valve for controlling the fuel pressure supplied to the hydraulic piston 28, that is, the first three-way solenoid valve 34, the fuel injection nozzle 10 is generally denoted by reference numeral 86. A second three-way solenoid valve is provided.

【0025】同第2三方電磁弁86は、第1蓄圧器36
に連通する上流側フィードホール44aに接続された第
1入口X及び第2蓄圧器78に連通する第2入口zの一
方を、燃料溜14に連通する下流側フィードホール44
bに接続された出口yに選択的に連結する弁体88と、
同弁体88を切換え作動させる電磁アクチュエータ90
とから構成されている。同電磁アクチュエータ90はコ
ントローラ66の駆動出力によって制御される。
The second three-way solenoid valve 86 is provided in the first pressure accumulator 36.
One of the first inlet X connected to the upstream feed hole 44a communicating with the second inlet z connected to the second pressure accumulator 78 is connected to the downstream feed hole 44 communicating with the fuel reservoir 14.
a valve element 88 selectively connected to the outlet y connected to b;
Electromagnetic actuator 90 for switching and operating the valve body 88
It consists of and. The electromagnetic actuator 90 is controlled by the drive output of the controller 66.

【0026】上記装置の作動態様は次のとおりである。
先ず、燃料噴射ノズル10の不作動時は、コントローラ
66によって第2三方電磁弁86の電磁アクチュエータ
90が消勢されており、第2入口zと出口yとが連通し
て第2蓄圧器78内の低圧燃料が燃料溜14に供給され
ている。一方、第1三方電磁弁34の電磁アクチュエー
タ40が消勢されていて入口aと第1出口bとが連通さ
れ第1蓄圧器36の高圧燃料が油室26に供給されてい
る。従って、従前の燃料噴射ノズルについて詳細に説明
した態様で、ノズルニードル18は閉止状態に保持され
ている。
The mode of operation of the above device is as follows.
First, when the fuel injection nozzle 10 is inoperative, the electromagnetic actuator 90 of the second three-way electromagnetic valve 86 is deenergized by the controller 66, the second inlet z and the outlet y are communicated with each other, and the inside of the second pressure accumulator 78 is provided. Is supplied to the fuel reservoir 14. On the other hand, the electromagnetic actuator 40 of the first three-way electromagnetic valve 34 is deenergized, the inlet a and the first outlet b are communicated, and the high pressure fuel of the first pressure accumulator 36 is supplied to the oil chamber 26. Therefore, the nozzle needle 18 is kept closed in the manner described in detail for the conventional fuel injection nozzle.

【0027】次に、燃料噴射時には、コントローラ66
により第1三方電磁弁34の電磁アクチュエータ40が
付勢されて第1出口bと第2出口cとが連通され、油室
26内の燃料圧力が除去される。この結果、プレッシャ
スプリング24が克服されてノズルニードル18が開放
され、燃料溜14内の低圧燃料が噴孔12からシリンダ
内に噴射され、図3にIで示したパイロット噴射が行
なわれる。
Next, at the time of fuel injection, the controller 66
As a result, the electromagnetic actuator 40 of the first three-way electromagnetic valve 34 is energized, the first outlet b and the second outlet c are communicated, and the fuel pressure in the oil chamber 26 is removed. As a result, the pressure spring 24 is overcome, the nozzle needle 18 is opened, the low-pressure fuel in the fuel reservoir 14 is injected from the injection hole 12 into the cylinder, and the pilot injection shown by I p in FIG. 3 is performed.

【0028】極めて短い時間即ちクランク角θ1の経過
後、実際には瞬時の後、第1三方電磁弁34の電磁アク
チュエータ40がコントローラ66により消勢されるの
で、再び油室26に第1蓄圧器36内の高圧燃料が供給
されてノズルニードル18が閉止され上記パイロット噴
射Iが停止される。
The electromagnetic actuator 40 of the first three-way solenoid valve 34 is deenergized by the controller 66 after a very short time, that is, after a lapse of the crank angle θ1 and after an actual moment, the first accumulator is again stored in the oil chamber 26. The high-pressure fuel in 36 is supplied, the nozzle needle 18 is closed, and the pilot injection I p is stopped.

【0029】次に、図3のクランク角θ2の間に、コン
トローラ66によって第2三方電磁弁86の電磁アクチ
ュエータ90が付勢されて第1入口Xと出口yとが連通
され、燃料溜14に第1蓄圧器36内の高圧燃料が供給
される。続いて、第1三方電磁弁34の電磁アクチュエ
ータ40がコントローラ66により付勢されて前述した
ようにノズルニードル18が開放され、高圧の燃料がシ
リンダ内に噴射されてメイン噴射Iが行なわれる。ク
ランク角θに相当する時間の経過後に、コントローラ
66により電磁アクチュエータ40が消勢されて、ノズ
ルニードル18が閉止され、パイロット噴射Iとメイ
ン噴射Iとからなる1噴射サイクルが完結する。
Next, during the crank angle θ2 of FIG. 3, the controller 66 urges the electromagnetic actuator 90 of the second three-way electromagnetic valve 86 to communicate the first inlet X and the outlet y, and the fuel sump 14 is reached. The high-pressure fuel in the first pressure accumulator 36 is supplied. Subsequently, the electromagnetic actuator 40 of the first three-way electromagnetic valve 34 is the nozzle needle 18 is opened as described above is biased by the controller 66, high pressure fuel is injected into the cylinder main injection I m is performed. After a time corresponding to the crank angle θ 3 , the electromagnetic actuator 40 is deenergized by the controller 66, the nozzle needle 18 is closed, and one injection cycle including the pilot injection I p and the main injection I m is completed.

【0030】パイロット噴射Iとメイン噴射Iとか
らなる2段噴射によって緩やかな燃焼が行なわれるの
で、エンジンの運転騒音及び振動が低減されると共に、
排気ガス中のNOが低減される利点があり、同時にメ
イン噴射Iが高圧燃料によって行なわれるので、燃焼
を改善してエンジン性能の向上を図ることができる。ま
た、上記構成によれば、ノズルニードルの開閉が第1三
方電磁弁34によって行なわれ、パイロット噴射I
びメイン噴射Iの燃料の切替えが、第2三方電磁弁8
6により行なわれるので、応答性が優れ、所望のパター
ンの2段噴射を確実に行なうことができる。なお、上記
実施形態では、油室26に三方電磁弁34を介して第1
蓄圧器36内の燃料圧力が供給されるように構成されて
いるが、同油室26内に第2蓄圧器78の燃料圧力を供
給するように変更することができ、この場合、三方電磁
弁38の入口aを、第1蓄圧器36ではなく、第2蓄圧
器78に接続すれば良い。
Since the gentle combustion is performed by the two-stage injection consisting of the pilot injection I p and the main injection I m , the operating noise and vibration of the engine are reduced and at the same time,
There is an advantage that NO x in the exhaust gas is reduced, and at the same time, the main injection I m is performed by the high pressure fuel, so that combustion can be improved and engine performance can be improved. Further, according to the above configuration, the opening and closing of the nozzle needle is performed by the first three-way solenoid valve 34, and the fuel switching between the pilot injection I p and the main injection I m is performed by the second three-way solenoid valve 8.
Since it is performed by No. 6, the responsiveness is excellent, and the two-stage injection of the desired pattern can be reliably performed. It should be noted that in the above-described embodiment, the first chamber is provided in the oil chamber 26 via the three-way solenoid valve 34.
The fuel pressure in the pressure accumulator 36 is supplied, but the fuel pressure in the second pressure accumulator 78 can be changed to be supplied in the oil chamber 26. In this case, the three-way solenoid valve is used. The inlet a of 38 may be connected to the second pressure accumulator 78 instead of the first pressure accumulator 36.

【0031】[0031]

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る蓄圧式燃料
噴射装置は、加圧された燃料を貯溜する燃料蓄圧手段
と、同燃料蓄圧手段に加圧された燃料を供給する燃料供
給手段と、その開閉によって燃料噴射を制御するノズル
ニードルを有する燃料噴射ノズルと、上記ノズルニード
ルに燃料蓄圧手段から燃料圧力を作用させることによっ
て同ノズルニードルを閉止すると共に、同燃料圧力を除
去することによって同ノズルニードルを開放する燃料噴
射制御手段とを備えた燃料噴射装置において、上記蓄圧
手段は、第1蓄圧器と、同第1蓄圧器内の燃料圧より低
い圧力の燃料を貯溜する第2蓄圧器とを有すると共に、
上記燃料噴射ノズル内の燃料溜と上記第1蓄圧器、又は
第2蓄圧器とを選択的に連通させる燃料圧切換手段、お
よび、燃料噴射時に上記燃料噴射制御手段、及び燃料圧
切換手段の作動を制御するコントローラを備え、上記燃
料供給手段は、上記蓄圧手段に供給される燃料の供給圧
を調整する第1圧力制御手段、および同第1圧力制御手
段と上記第2蓄圧器との間に設けられ上記第2蓄圧器内
の燃料圧を調整する第2圧力制御手段を具備してなるこ
とを特徴とし、蓄圧式燃料噴射装置の長所を保持しなが
ら2段燃料噴射の利点を享有することができ、従って出
力、燃費等の性能が優れ、かつ振動騒音が小さくかつ排
気ガス中のNOが少ない特に車両用のディーゼルエン
ジンを実現することができるように、加圧された高圧燃
料を貯溜する第1蓄圧器、及び第2蓄圧器の燃料圧より
低い圧力の燃料を貯溜する第2蓄圧器に対してそれぞれ
燃料圧を調圧する制御手段を含む燃料噴射装置を提供す
ることができる利点がある。
As described above, the pressure-accumulation type fuel injection device according to the present invention has a fuel pressure accumulating means for accumulating the pressurized fuel and a fuel supply for supplying the pressurized fuel to the fuel accumulating means. Means and a fuel injection nozzle having a nozzle needle for controlling fuel injection by opening and closing the means, and closing the nozzle needle by applying fuel pressure from the fuel pressure accumulating means to the nozzle needle and removing the fuel pressure. A fuel injection control means for opening the nozzle needle by means of the first pressure accumulator and a second pressure accumulator for accumulating fuel at a pressure lower than the fuel pressure in the first pressure accumulator. With a pressure accumulator,
Fuel pressure switching means for selectively communicating the fuel reservoir in the fuel injection nozzle with the first pressure accumulator or the second pressure accumulator, and operation of the fuel injection control means and the fuel pressure switching means during fuel injection. And a fuel pressure control means for adjusting the supply pressure of the fuel supplied to the pressure accumulating means, and between the first pressure controlling means and the second pressure accumulator. A second pressure control means provided to adjust the fuel pressure in the second pressure accumulator is provided, and the advantage of the two-stage fuel injection is enjoyed while maintaining the advantages of the pressure accumulation type fuel injection device. In order to realize a diesel engine especially for a vehicle, which is excellent in performance such as output and fuel efficiency, has low vibration noise, and has low NO x in exhaust gas, the pressurized high pressure fuel is stored. First to do There is an advantage that it is possible to provide a fuel injection device that includes a pressure accumulator and a control unit that adjusts the fuel pressure for the second pressure accumulator that stores fuel at a pressure lower than the fuel pressure of the second accumulator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来の蓄圧式燃料噴射装置の概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional pressure accumulation type fuel injection device.

【図3】図1に示した噴射装置における燃料噴射パター
ンを示す線図である。
3 is a diagram showing a fuel injection pattern in the injection device shown in FIG. 1. FIG.

【図4】図3に示した燃料噴射パターンに対応する熱発
生パターンを示す線図である。
4 is a diagram showing a heat generation pattern corresponding to the fuel injection pattern shown in FIG.

【図5】通常の燃料噴射が行なわれた場合の熱発生パタ
ーンを示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a heat generation pattern when normal fuel injection is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…燃料噴射ノズル、12…噴孔、14…燃料溜、1
8…ノズルニードル、28…油圧ピストン、34…第1
三方電磁弁、36…第1蓄圧器、46…燃料加圧ポン
プ、66…コントローラ、78…第2蓄圧器、86…第
2三方電磁弁。
10 ... Fuel injection nozzle, 12 ... Injection hole, 14 ... Fuel sump, 1
8 ... Nozzle needle, 28 ... Hydraulic piston, 34 ... First
Three-way solenoid valve, 36 ... First pressure accumulator, 46 ... Fuel pressure pump, 66 ... Controller, 78 ... Second pressure accumulator, 86 ... Second three-way solenoid valve.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加圧された燃料を貯溜する燃料蓄圧手段
と、 同燃料蓄圧手段に加圧された燃料を供給する燃料供給手
段と、 その開閉によって燃料噴射を制御するノズルニードルを
有する燃料噴射ノズルと、 上記ノズルニードルに燃料蓄圧手段から燃料圧力を作用
させることによって同ノズルニードルを閉止すると共
に、同燃料圧力を除去することによって同ノズルニード
ルを開放する燃料噴射制御手段とを備えた燃料噴射装置
において、 上記蓄圧手段は、第1蓄圧器と、同第1蓄圧器内の燃料
圧より低い圧力の燃料を貯溜する第2蓄圧器とを有する
と共に、 上記燃料噴射ノズル内の燃料溜と上記第1蓄圧器、又は
第2蓄圧器とを選択的に連通させる燃料圧切換手段、お
よび、 燃料噴射時に上記燃料噴射制御手段、及び燃料圧切換手
段の作動を制御するコントローラを備え、 上記燃料供給手段は、上記蓄圧手段に供給される燃料の
供給圧を調整する第1圧力制御手段、および同第1圧力
制御手段と上記第2蓄圧器との間に設けられ上記第2蓄
圧器内の燃料圧を調整する第2圧力制御手段を具備して
なることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置
1. A fuel injection means having a fuel pressure accumulating means for accumulating pressurized fuel, a fuel supply means for supplying the pressurized fuel to the fuel accumulating means, and a nozzle needle for controlling fuel injection by opening and closing thereof. Fuel injection including a nozzle and fuel injection control means for closing the nozzle needle by applying a fuel pressure from the fuel pressure accumulating means to the nozzle needle and opening the nozzle needle by removing the fuel pressure In the device, the pressure accumulating means has a first pressure accumulator and a second pressure accumulator for accumulating fuel having a pressure lower than the fuel pressure in the first pressure accumulator, and the fuel accumulator in the fuel injection nozzle and the fuel accumulator in the fuel injection nozzle. Fuel pressure switching means for selectively communicating with the first pressure accumulator or the second pressure accumulator, and operation of the fuel injection control means and the fuel pressure switching means during fuel injection The fuel supply means adjusts the supply pressure of the fuel supplied to the pressure accumulating means, and between the first pressure control means and the second pressure accumulator. A pressure-accumulation fuel injection device, comprising: a second pressure control means provided to adjust the fuel pressure in the second pressure accumulator.
【請求項2】 上記第1及び第2蓄圧器内の燃料圧をそ
れぞれ検出する第1及び第2圧力センサを備え、 上記コントローラは、上記第1及び第2圧力センサの出
力に応じて上記第1及び第2蓄圧器内の燃料圧がそれぞ
れ所定の設定圧力となるように上記第1及び第2圧力制
御手段の作動を制御することを特徴とする請求項1に記
載の蓄圧式燃料噴射装置
2. A first pressure sensor and a second pressure sensor for respectively detecting fuel pressures in the first and second pressure accumulators, wherein the controller controls the first pressure sensor according to the outputs of the first pressure sensor and the second pressure sensor. The pressure-accumulation fuel injection device according to claim 1, wherein the operations of the first and second pressure control means are controlled so that the fuel pressures in the first and second pressure accumulators respectively become predetermined set pressures.
【請求項3】 上記コントローラは、上記第2蓄圧器内
の燃料圧を予め設定された略一定の圧力となるように上
記第2圧力制御手段の作動を制御することを特徴とする
請求項2に記載の蓄圧式燃料噴射装置
3. The controller controls the operation of the second pressure control means so that the fuel pressure in the second pressure accumulator becomes a preset substantially constant pressure. ACCUMULATION TYPE FUEL INJECTION DEVICE
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